JP2016177943A - 電池のガス排出構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の後突時に排出用ホースが損傷してガスが車室内に漏れ出す虞のない電池のガス排出構造を提供する。
【解決手段】電池のガス排出構造は、少なくとも電池が収容され、車体幅方向両側の前後方向に延設された一対のサイドメンバに支持された高電圧部品パックと、一端側が前記高電圧部品パックに接続されると共に他端側が前記サイドメンバに接続され、前記電池からの排気を前記高電圧部品パックから前記サイドメンバ内へと流通させる排気管と、を備え、前記高電圧部品パックは、複数のブラケットを介して前記サイドメンバに支持され、前記排気管は、車体の平面視において、前後方向に隣接配置された一対の前記ブラケット間を延びて配置される。
【選択図】 図１

Description

本開示は、車室内に搭載された電池から発生するガスを車室外に放出する電池のガス排出構造に関する。

ハイブリット車等の車両においては、電池を多数搭載した電池パックを車室内に搭載しているものがある。このような車両では、電池の製造不良や衝突事故等が原因で、電池からガスが放出する場合がある。この放出されるガスを車外に放出し、車室内には漏れ出ないようにした電池の排気構造が提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の電池の排気構造は、車室内に搭載された電池パックからの排気を流す排気用ホースと、後輪間における車体フロアの下側に取り付けられたリヤフロアクロスメンバ及びジャッキアップポイント用部材と車体フロアとによって形成されて車外空間に連通する排気通路とを備える。排気用ホースから放出される排気は、車体フロアとリヤフロアクロスメンバとによって形成される空間を介して、ジャッキアップポイント用部材によって車外空間と隔成される空間を経て、車外に放出される。

特許４８２６３４２号公報

この特許文献１に記載の排出用ホースは、電池パックの車体幅方向一端部から延出して車体後方側へ屈曲して電池パックの車体後方を延びて、排出用ホースの端部がリヤフロアクロスメンバに接続されるように配設されている。つまり、排出用ホースは電池パックよりも後方側の位置を通るようにしてリヤフロアクロスメンバに接続されている。このため、車両が衝突事故等によって後突した場合、電池パックよりも後方側の車両後部が排出用ホースに接触して排出用ホースが損傷すると、排出用ホースからガスが漏れ出して車室内に侵入する虞が生じる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一つの実施形態は、車両の後突時に排出用ホースが損傷してガスが車室内に漏れ出す虞のない電池のガス排出構造を提供することを目的とする。

本発明の幾つかの実施形態に係わる電池のガス排出構造は、少なくとも電池が収容され、車体幅方向両側の前後方向に延設された一対のサイドメンバに支持された高電圧部品パックと、一端側が前記高電圧部品パックに接続されると共に他端側が前記サイドメンバに接続され、前記電池からの排気を前記高電圧部品パックから前記サイドメンバ内へと流通させる排気管と、を備え、前記高電圧部品パックは、複数のブラケットを介して前記サイドメンバに支持され、前記排気管は、車体の平面視において、前後方向に隣接配置された一対の前記ブラケット間を延びて配置されるように構成される。

上記電池のガス排出構造によれば、排気管は、車体の平面視において、前後方向に隣接配置された一対のブラケット間を延びて配置されているので、車体の後突時に車体後部が前側に変形した場合、高電圧部品パックは変形した車体後部によって前側へ押されて移動する。ここで、ブラケットよりもサイドメンバの強度が大きいので、高電圧部品パックが前側へ移動すると、前後方向に隣接配置された一対のブラケットは、サイドメンバ側に接続された部分に対して高電圧部品パック側に接続された部分が前側に移動するように変形する。したがって、一対のブラケット間の前後方向の隙間の間隔は、平面視において殆ど変らない。このため、一対のブラケット間を延びる排気管にブラケットが接触して排気管が損傷する虞はない。よって、車両の後突時に排気管が損傷してガスが車室内に漏れ出す虞のない電池のガス排出構造を実現できる。

また、幾つかの実施形態では、前記排気管は、前記一対のブラケットのうちの前側に配置されたブラケットに近接配置されているように構成される。

この場合、排気管は、一対のブラケットのうちの前側に配置されたブラケットに近接配置されているので、車体の平面視において排気管と後側のブラケットとの間の隙間は大きくなっている。このため、車体の後突時に一対のブラケットのうちの後側に配置されたブラケットが変形して前側に移動しても、後側のブラケットが排気管に接触する虞をより低くすることができる。このため、排気管が損傷する虞をより低くすることができる。

また、幾つかの実施形態では、前記排気管は、車体の平面視において、車体幅方向外側に進むにしたがって車体前方側に傾斜して延びているように構成される。

この場合、排気管は、車体の平面視において、車体幅方向外側に進むにしたがって車体前方側に傾斜して延びるので、車体の後突時に高電圧部品パックが前側に移動した場合、ブラケットよりもサイドメンバの強度が大きいので、高電圧部品パックの前側への移動量はサイドメンバよりも大きくなる。したがって、排気管の高電圧部品パック側端部も前側に移動するが、排気管は、車体の平面視において、車体幅方向外側に進むに前方に傾斜しているので、高電圧部品パックの前側への移動量が大きくなければ排気管が引っ張られて大きな張力が作用することはない。このため、排気管に大きな張力が作用して損傷する虞を軽減することができる。

また、幾つかの実施形態では、前記高電圧部品パックは、上部に開口部を有し前記電池を収容する有底容器状のトレーと、該トレーの前記開口部を覆うカバーとを有してなり、前記排気管は、前記カバーによる前記開口部の閉蓋時に前記カバーと前記トレーとが接する接触部の間を通って前記高電圧部品パックの外側へ延出するように構成される。

この場合、排気管は、カバーによる開口部の閉蓋時にカバーとトレーとが接する接触部を通しているので、排気管を通すための孔部をトレーに設ける必要がない。このため、トレーからトレー内に水が浸入する虞を確実に防止することができる。

また、幾つかの実施形態では、接触部は、車体フロアよりも上方位置に配置されているように構成される。

この場合、車体フロア上に乗員が水等の液体をこぼした場合でも、接触部は車体フロアよりも上方位置に配置されているので、接触部から水が浸入する虞を軽減することができる。

また、幾つかの実施形態では、前記高電圧部品パックの前記トレーは、一体成型によって形成されている。

この場合、トレーは、一体成型によって形成されているので、トレーに孔が形成される虞はない。このため、水などの液体がトレー内に侵入する虞をさらに軽減することができる。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、車両の後突時に排出用ホースが損傷してガスが車室内に漏れ出す虞のない電池のガス排出構造を提供することができる。

本発明の一実施形態である電池のガス排出構造が設けられた車両後部の部分斜視図である。 図１のＩ−Ｉ矢視に相当する部分の断面図である。 図２のＡ矢視に相当する部分の拡大図である。 車両後突時における車両後部構造の部分平面図である。 排気管の他の実施形態を示す車両後部構造の部分平面図である。

以下、添付図面に従って本発明の電池のガス排出構造の実施形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。なお、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１には、電池の排気構造が適用される車体後部の部分斜視図が示されている。なお、図１に示す矢印の方向を前後方向及び左右方向として以下説明する。本実施形態における車両は、室内置き電池を備えた車両（例えば、電気自動車やハイブリット車（電気モータ及びエンジンを備える自動車）等）であり、その車体は、ボデーフレームを備えないモノコックボデー構造である。モノコックボデー構造は、プレスで成形した薄鋼板を重ね合わせ、スポット溶接で接合することによってボックス形状に組み立てた構造である。

図１及び図２に示すように、車体１の後部１ａには、車体フロアとしてのリヤフロアパン３が配設されている。リヤフロアパン３には、収納凹部５が形成されており、この収納凹部５に少なくとも複数の電池セル１０を収納した高電圧部品パック１２が収納されている。高電圧部品パック１２は、複数の電池セル１０からなる電池モジュール１１と，モーターのインバータとＤＣ−ＤＣコンバータ等の高電圧部品を収容している。また、電池モジュール１１は、高電圧部品パック１２内に収納されている。高電圧部品パック１２を収納凹部５に収納する構造については後述する。

リヤフロアパン３の車体１の左右両側の下側は、車体前後方向に延びるリヤフロアサイドメンバ７に溶着等で接続されている（図１では、車体右側のリヤフロアサイドメンバ７を破線で示している。）。リヤフロアサイドメンバ７は、図２及び図３に示すように、上方側が開放された断面ハット形状に形成されており、左右のフランジ部７ａがリヤフロアパン３と接合されることにより、閉断面部を構成している。これにより、リヤフロアサイドメンバ７は、リヤフロアパン３を補強して、ボデーの強度を高めている。

リヤフロアサイドメンバ７の下部には、連通孔７ｂがリヤフロアサイドメンバ７の長手方向に間隔を有して複数設けられ、これらの連通孔７ｂによってリヤフロアサイドメンバ７の内部空間７ｃと外気とが連通している。また、リヤフロアサイドメンバ７の上部に接合されたリヤフロアパン３には、電池セル１０から発生したガスを排出するための排気管２０を通すための孔部３ａが形成されている。この孔部３ａにはグロメット４が挿着され、このグロメット４を介して排気管２０の先端部が孔部３ａに固定されている。

リヤフロアサイドメンバ７は、後突時（衝突時）にリヤバンパ（図示せず）を介して直接的に荷重を受ける部品であり、リヤバンパからの入力荷重が所定値以上になると変形してエネルギー吸収を行うように構成されている。

リヤフロアパン３の収納凹部５には、高電圧部品パック１２が収納されている。高電圧パック１２は、図１及び図２に示すように、上部に開口部１３ａを有して電池モジュール１１を収容可能な有底容器状のトレー１３と、トレー１３の開口部１３ａを覆うカバー１５とを有してなる。

トレー１３は、底面部１３ｂと、底面部１３ｂの周囲から上方へ起立した周壁部１３ｃと、周壁部１３ｃの上端から外側へ延びる本体側フランジ部１３ｄとを有してなる。周壁部１３ｃの内側には開口部１３ａが形成されている。カバー１５は、開口部１３ａを覆う天板部１５ａと、天板部１５ａの周囲から下方へ延びる側壁部１５ｂと、側壁部１５ｂの下端から外側へ延びるカバー側フランジ部１５ｃとを有してなる。トレー１３上にカバー１５を配置すると、本体側フランジ部１３ｄ上にカバー側フランジ部１５ｃが対向配置され、これらのフランジ部間にボルト及びナット等の締結手段を挿通させることで、トレー１３にカバー１５を固定することができる。

トレー１３の左右両側の夫々の周壁部１３ｃの側面には、図１に示すように、前後方向に間隔を有して配置された一対のブラケット３０、３０'が設けられている。ブラケット３０、３０'は板状に形成され、ブラケット３０、３０'の一端部が周壁部１３ｃの側面に溶接等によって接続され、ブラケット３０、３０'の他端部がリヤフロアパン３を介してリヤフロアサイドメンバ７にボルト等によって締結固定されている。このように、高電圧部品パック１２は、４つのブラケット３０、３０'とリヤフロアパン３を介してリヤフロアサイドメンバ７に固定されている。

電池モジュール１１は、図２に示すように、電池セル１０（例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等）を直列に多数接続して構成されている。このため、電池モジュール１１は、重い部品なので、車両の重心に近い位置（中央に近い位置）に配置することで、操縦安定性を向上させることができる。電池セル１０は、例えば、過充電状態や過放電状態になると、水素や二酸化炭素，一酸化炭素等のガスを排出する。このため、電池モジュール１１を収納した高電圧部品パック１２には、これらのガスを排出するための排気管２０が設けられている。

排気管２０は、図２及び図３に示すように、一端部が電池モジュール１１の下側に接続され、他端側がトレー１３の周壁部１３ｃの内面に沿って上方へ延びてカバー１５のカバー側フランジ部１５ｃとトレー１３の本体側フランジ部１３ｄとの間（以下、「接触部１７）と記す）を通って高電圧部品パック１２の外側へ延出している。高電圧部品パック１２から延出する排気管２０は、図１及び図２に示すように、車体１の平面視において、前後方向に隣接配置された一対のブラケット３０，３０'間を延びるとともに、リヤフロアパン３の上面に沿ってリヤフロアサイドメンバ７側へ延び、排気管２０の先端部が下方へ屈曲してグロメット４を介してリヤフロアサイドメンバ７内に挿入されている。本実施形態では、高電圧部品パック１２から延出する排気管２０は、前後方向に隣接配置された一対のブラケット３０，３０'のうちの前側に配置されたブラケット３０に近接配置されている。

このため、電池モジュール１１からガスが発生すると、ガスは排気管２０を通ってリヤフロアサイドメンバ７の内部空間７ｃ内に放出された後に連通孔７ｂを介して外部に放出される。

高電圧部品パック１２のトレー１３の本体側フランジ部１３ｄは、リヤフロアパン３の上面よりも上方位置に配置されている。このため、リヤフロアパン３上に乗員が水等の液体をこぼした場合、本体側フランジ部１３ｄとカバー側フランジ部１５ｃとの間の接触部１７は、リヤフロアパン３の上面よりも上方位置に配置されるので、接触部１７からトレー１３内に水が浸入する虞を軽減することができる。

また、トレー１３は、一体成型によって形成されている。このため、トレー１３に孔が形成される虞は小さい。したがって、車体１の後部１ａの水がトレー１３内に侵入する虞をさらに軽減することができる。

次に、車体１が後突したときの車体後部構造の変化について説明する。車体１の後突時に車体１の後部１ａが前側に変形した場合、図４に示すように、高電圧部品パック１２は変形した車体１の後部１ａによって押されて前側へ移動する。ここで、リヤフロアサイドメンバ７の強度はブラケット３０、３０'の強度よりも大きいので、高電圧部品パック１２が前側へ移動すると、前後方向に隣接配置された一対のブラケット３０、３０'は、リヤフロアサイドメンバ７側に接続された部分に対して高電圧部品パック１２側に接続された部分が前側に移動するように変形する。しかしながら、一対のブラケット３０、３０'間の前後方向の隙間３３の間隔は、平面視において殆ど変らない。このため、一対のブラケット３０、３０'間を延びる排気管２０にブラケット３０'が接触して排気管２０が損傷する虞はない。よって、車両の後突時に排気管２０が損傷してガスが車室内に漏れ出す虞はない。

また、排気管２０は、一対のブラケット３０、３０'のうちの前側に配置されたブラケット３０に近接配置されているので、平面視において排気管２０と後側のブラケット３０'との間の隙間は大きくなっている。このため、車体１の後突時に後側に配置されたブラケット３０'が変形して前側に移動しても、後側のブラケット３０'が排気管２０に接触する虞をより低くすることができる。このため、排気管２０が損傷する虞をより低くすることができる。

なお、排気管２０は、図５に示すように、平面視において、車体右側方向に進むにしたがって車体前方側に傾斜して延びるようにしてもよい。このようにすると、車体１の後突時に高電圧部品パック１２が前側に移動した場合、排気管２０は、高電圧部品パック１２の移動量が小さい場合には排気管２０は屈曲し、移動量が大きくなると、排気管２０に引っ張り力が作用しない範囲であれは、排気管２０が損傷する虞はない。このため、排気管２０が損傷する虞を低減することができる。

また、排気管２０は、図２に示すように、カバー１５による開口部１３ａの閉蓋時にカバー１５のカバー側フランジ部１５ｃとトレー１３の本体側フランジ部１３ｄとの間の接触部１７を通るので、排気管２０を通すための孔部をトレー１３に設ける必要がない。このため、トレー１３内に水が浸入する虞を確実に防止することができる。

なお、前述した実施形態では、高電圧部品パック１２の右側に２つのブラケット３０、３０'を設けた場合を示したが、３つ以上のブラケットを設けてもよい。また、排気管２０は、高電圧部品パック１２の右側のみならず、左側に設けてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

１ 車体
１ａ 後部
３ リヤフロアパン
３ａ 孔部
４ グロメット
５ 収納凹部
７ リヤフロアサイドメンバ
７ａ フランジ部
７ｂ 連通孔
７ｃ 内部空間
１０ 電池セル（電池）
１１ 電池モジュール
１２ 高電圧部品パック
１３ トレー
１３ａ 開口部
１３ｂ 底面部
１３ｃ 周壁部
１３ｄ 本体側フランジ部
１５ カバー
１５ａ 天板部
１５ｂ 側壁部
１５ｃ カバー側フランジ部
１７ 接触部
２０ 排気管
３０、３０' ブラケット
３３ 隙間

Claims (6)

1. 少なくとも電池が収容され、車体幅方向両側の前後方向に延設された一対のサイドメンバに支持された高電圧部品パックと、
   一端側が前記高電圧部品パックに接続されると共に他端側が前記サイドメンバに接続され、前記電池からの排気を前記高電圧部品パックから前記サイドメンバ内へと流通させる排気管と、を備え、
   前記高電圧部品パックは、複数のブラケットを介して前記サイドメンバに支持され、
   前記排気管は、車体の平面視において、前後方向に隣接配置された一対の前記ブラケット間を延びて配置される
   ことを特徴とする電池のガス排出構造。
2. 前記排気管は、前記一対のブラケットのうちの前側に配置されたブラケットに近接配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池のガス排出構造。
3. 前記排気管は、車体の平面視において、車体幅方向外側に進むにしたがって車体前方側に傾斜して延びている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電池のガス排出構造。
4. 前記高電圧部品パックは、上部に開口部を有し前記電池を収容する有底容器状のトレーと、該トレーの前記開口部を覆うカバーとを有してなり、
   前記排気管は、前記カバーによる前記開口部の閉蓋時に前記カバーと前記トレーとが接する接触部の間を通って前記高電圧部品パックの外側へ延出する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電池のガス排出構造。
5. 前記接触部は、車体フロアよりも上方位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の電池のガス排出構造。
6. 前記高電圧部品パックの前記トレーは、一体成型によって形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の電池のガス排出構造。

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